浅谈商用车驾驶室减振降噪技术

韦永尤　莫庆军

[摘 要]随着人们生活水平和生活质量的快速提高，人们对商用车的舒适度提出了更加高的要求，而商用车的舒适度主要与车辆在行驶过程中的振动、噪音等有关，因此，在商用车的制造中必须引进先进、有效的减振降噪技术，并采用具有良好减振降噪性能的材料，切实提高商用车的舒适度，为人们提供创造舒适的乘车环境。目前，采用阻尼减振降噪技术是整个汽车制造行业中最为普遍的手段之一，包括在商用车的减振降噪控制中也使用较为广泛。本文简要分析了商用车驾驶室内噪声的来源及传递途径，再介绍了阻尼材料，然后提出了商用车驾驶室振降噪技术，希望能给读者一些帮助。

[关键词]商用车 驾驶室 阻尼材料 减振降噪技术

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0008-01

引言

通常把耗损振动能量的能力称为阻尼，也就是说把声振和机械振动所传出的能量，变换为热能以及其它可耗损形式的能量，进而就能实现减振降噪的效果。一般在商用车的制造过程中，基本上都运用外加阻尼材料的手段以提高阻尼，让振动能量在顺着结构传递的过程中逐渐得到削弱。因此，在阻尼材料的研究与应用上需要耗费大量的精力，这也是目前很多汽车制造业必须重视的问题。现具体分析如下。

一、商用车驾驶室内噪声的来源及传递途径

立足于声学理论进行分析可知，噪声源并不都是来自车辆的乘坐室，而相当于是一个“隔声罩”，主要隔绝汽车外部所传来的声响。然而，因为受限于汽车的制造成本、结构设计等多方面的因素，在实际制造中并没有将汽车的整个车身加工为非常完整的隔声罩，还是避免不了外界传来的噪声。其次，商用车的壁板也会由于其它因素的影响而发生振动，产生噪声。现简要分析几种商用车驾驶室内噪声的来源及传递途径，具体如下：

1.驾驶室部的噪声传入车内

驾驶室外部的大多数噪声源均被隔绝了，但是汽车的结构上仍然存在或大或小的空隙，这就使得噪声源会通过门窗上的孔、缝等部位直接向驾驶室内传播。此外，驾驶室外部的噪声源还可以通过驾驶室四周的壁板、顶棚和地板等媒介向驾驶室内传播。上述两种噪声均可以称作空气声。

2.车体振动

导致车体振动的因素主要包括：发动机和传动装置发生振动；道路不平整造成车轮振动，再通过车架、悬架等途径向驾驶室传播；在商用车行驶的过程中，引起驾驶室周围的气体流动进而导致气压波动，且驾驶室外部的噪声也会造成驾驶室周围气压波动。上述振动会进一步引起驾驶室的壁板发生振动，然后将噪声不断地传入驾驶室内，一般将这种噪声称作固体声。

3.车内混响

车内混响即是由声源发出的声波，通过壁面的多次反射而形成噪声，并且这些噪声之间还会发生多次叠加，这就样驾驶室内的噪声相比于将车厢卸去后的同一个部位的噪声要更加大。当商用车在道路上行驶时，会伴随着很多噪声源的产生，例如：扭矩变动、发动机振动、发动机噪声、车轮振动及噪声、齿轮敲击、风声等。这些噪声源所辐射的噪声，就在驾驶室附近的空间中形成了一个不均匀的声场，然后通过壁板、缝隙等位置直接传入车内，造成振动和噪声。

二、阻尼材料介绍

1.粘弹性阻尼材料

粘弹性阻尼材料通常包括橡胶类阻尼材料和沥青类阻尼材料等两种类型。橡胶类阻尼材料主要是充分运用橡胶材料本身所具备的粘弹性对汽车驾驶室结构进行阻尼减振。而沥青类阻尼材料则是把沥青当作主要的基础材料，再添加相应的辅助剂，进行混合均匀，最后采用机械设备将其加工成为呈薄片状的阻尼材料。在目前的汽车制造业中，采用后者的方法较多，因为这种阻尼材料的成本费用相对较少，使用也是方便简单，特别是对于面积较大的噪声以及壳体振动的控制方面有着比较良好的效果，此外这种材料还具有防腐蚀和表面隔离的功能。

2.高阻尼涂料

为了能够对空间曲面结构进行大阻尼处理，目前都已经研制出了很多中高阻尼涂料。所谓的阻尼涂料也即是运用高分子材料具备的粘弹性来吸收消弱一些振动，将其转化成热能释放出来，进而就可以起到减振降耗的作用。在汽车制造中采用阻尼材料主要是为了降低噪声的振幅和音量，并还具有吸音和隔热的效果，在汽车制造业中应用较为广泛。

3.高阻尼合金

高阻尼合金所具备的阻尼值要超出常规金属很多，且耐高温性能好，在汽车零配件的生产中可以直接引用高阻尼合金材料，其导热性能也十分良好。例如：Al—Zn系合金是把Al—40%Zn和Al—78%Zn合金固熔化处理，并再在150℃的温度下经过长时间的融合而形成，在晶界处会有Zn的不连续析出物。一般在汽车的发动机盖上运用此类材料比较多。

4.复合型阻尼钢板

复合型阻尼钢板是在两块或多块金属钢板之间夹有很薄的粘弹性芯层，其强度由配置选用的不同钢板来保证，阻尼性能则主要来自于粘弹性材料以及这种约束层结构之间的剪切阻尼，它兼具钢铁材料的高强度和高阻尼材料的大内阻特性。当结构发生弯曲振动时，夹在金属板间的芯层受到剪切，由于阻尼材料有较大的应力应变迟滞回线而消耗了振动能量。

5.宽温域高性能阻尼材料

高聚物阻尼材料是利用高聚物的粘弹性（即在玻璃化转变区域内，由分子链运动产生的内摩擦）将外场作用（机械振动和声振动）的能量转变为热能耗散掉，从而达到减振降噪的目的。

三、商用车驾驶室减振降噪技术

1.科学采用阻尼材料

在商用车的设计与制造过程中，应该首先分析商用车驾驶室内存在产生振动及噪声源的因素，并通过分析探讨，采用一定的生产技术加以防范。针对汽车的不同结构特征以及生产成本，科学合理的选择阻尼材料，这样不但可以起到良好的减振降噪效果，还可以缩减汽车生产成本，为汽车制造企业创造更大的经济效益。例如，可以在汽车发动机机罩的后部分舍弃传统的发泡的方式，而是运用效果更加出色的吸声材料，包括岩棉、超细玻璃棉、离心防潮玻璃岩等。这样就能使发动机发出的振动以及噪声衰减，起到了降耗的减振降噪作用，还能提高发动机的使用寿命。

2.设计效果良好的悬架减振系统

商用车在行驶过程中，难免会遇到道路不平整的地方，这就不可避免地引起振动以及噪声，因此，设计人员应该综合考虑该项问题，设计出效果良好的悬架减振系统，进而将车辆在行驶中受到外界影响因素降到最低，这也对车辆的减振降噪有非常大的积极作用。

3.做好驾驶室内的密封工作

驾驶室内的减振降噪工作需要从多个方面同时展开，首先应该严格控制地板的隔声，一方面要使地板上多余的空隙完全密封，此时就可以采用在地板上铺设地毯、钢板、毛毡、麻毡、内涂层等进行控制。驾驶室的脚踏板也可以采用玻璃纤维、麻毡、钢板等材料制成，这样就可以起到良好的吸声减振效果。驾驶室的车门和所有车窗位置处也需要采用具有隔音效果的橡胶进行密封。顶盖采用人造革、乙烯、棉毡等材料。前档玻璃应该选择具有隔音吸声功能的材料制成。在驾驶室内的装饰物也应该具有吸声、隔音、缓解振动的功能。

四、总结

车辆噪声也会对人们的生活生产造成非常大的消极影响，车辆室内振动噪声对人员的舒适度的影响也较大，因此找到商用车室内振动及噪声的产生机理以及传播途径，并合理运用减振降噪技术，且结合其它技术，进而真正实现商用车减振降噪的目的。

参考文献

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作者简介

韦永尤（1982.9—— ），男，东风柳州汽车有限公司，广西壮族自治区柳州市，工程师，研究方向：振动噪声；

莫庆军（1975.12—— ），男，东风柳州汽车有限公司，广西壮族自治区柳州市，工程师，研究方向：发动机降噪。endprint